CN104541589A - 用于连接至电网的装置以及用于保护这种装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接至电网(10)的装置(1)，具有：电路板(2)；第一输入侧连接位置(21)，电网(10)的第一相(11)能够连接至该第一输入侧连接位置；第二输入侧连接位置(22)，电网(10)的第二相(12)能够连接至该第二输入侧连接位置；和第一和第二电导体(3，4)，其中第一导体(3)与第一输入侧连接位置(21)、并且第二导体(4)与第二输入侧连接位置(22)在设备内部连接。为了提供尽可能紧凑的、允许尽可能高的短路电流的装置(1)而提出，第一导体(3)作为印制导线(32)在电路板(2)的内层中引导并且在那里具有收缩部(30)，其中，设计该收缩部(30)并且第二导体(4)在第一导体(3)的收缩部(30)旁经过，以使得在短路电流经过第一导体(3)时破坏处于第一导体(3)的收缩部(30)和第二导体(4)之间的电绝缘，从而在第一和第二导体(3，4)之间存在导电连接。

Description

用于连接至电网的装置以及用于保护这种装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于连接至电网的装置以及用于保护这种装置的方法。该装置包括：电路板；第一输入侧连接位置，电网的第一相能够连接至该第一输入侧连接位置；第二输入侧连接位置，电网的第二相能够连接至该第二输入侧连接位置；和第一和第二电导体；其中，第一导体与第一输入侧连接位置在设备内部连接、并且第二导体与第二输入侧连接位置在设备内部连接。
背景技术
电网特别是工业设施的低压电网，经由该电网将三相交流电导向至用电器。特别地，用电器是电机器，例如电动机。
在这种类型的电设施中，通常使用主动影响电流的设备用于开关、控制和/或调节电流。这例如能够是用于运行异步电机或者欧姆负载的机械的和/或电子的开关设备，但也能够是用于能改变转速地运行电机的变流器。其同样也能够例如是用于将再生电流输入到电网中的逆变器。
为此，主动影响电流的设备经由其输入侧的连接位置与电网的导线连接，并且借助于其输出侧的连接位置与用电器的或者生成能量的单元的导线连接。在设备运行期间，这能够导致在导线之间或者在连接的用电器或者生成能量的单元内部出现短路，尽管通常极少出现。
在短路的情况下流动的电流会非常高，并且在没有附加措施的情况下会损毁主动影响电流的设备、导线和用电器或者生成能量的单元。
为了防止与损毁的设备部分相关的、对人员或者环境的危害，通常在主动影响电流的设备之前连接合适的过流保护装置，其足够迅速地断开短路电流。过流保护装置例如是线路保护开关。如果线路保护开关检测到电网中的短路电流，那么其能够中断对经由供应链连接在线路保护开关下游的装置的能量供给。
在短路时出现的非常高的电流从发电机开始经过电网流至短路位置，并且被过流保护装置迅速断开。对于短路的持续时间来说，所有由短路电流流过的导线和设备都被超强地和部分损毁性地加载。当短路电流流经电路板时，在电路板上也通过印制导线或者部分组件的蒸发和由此生成的电弧和导电等离子体出现了装置内部的损毁。
短路电流的程度通过电流的阻抗和在其产生瞬间的相角来确定。取决于短路电流地损毁相关的设备。
因此，在工业自动化技术的领域中，在规划设施时注意到的是，在设备的建造区域处，最大可能的短路电流不能大于对设备检查所用的预期的短路电流，并且在设备的上游连接过流保护装置，利用这些设备来执行检查或者应用过流保护装置，其在预期的短路电流的情况下能够在设备中产生比利用所检测的过流保护装置更小的损毁能量。在选择过流保护装置时，在保护的类型方面进行区分。
在根据类别1的保护中，允许设备在短路之后是损坏的，但是不允许设备的导电部分是能接触的。在根据类别2的保护中，设备保持未受到损害，并且能够在过流保护装置被替换或者复位之后再次运行。
因为根据类别2的保护要求更加昂贵的过流保护装置，所以在基于短路的不经常性的情况下，经常仅选择成本低廉的和简单的根据类别1的保护。
因为在设施安装区域的最大可能的短路电流程度经常无法精确地获知或者必须只能相对昂贵地由设计人员来计算，所以设计人员优选这样的设备，即在根据类别1的简单保护与常规过流保护装置联合时，该设备允许在安装区域处的尽可能高的、最大可能的短路电流。以这种方式节省了对于有关最大可能的短路电流程度的普通昂贵的计算，并且对于设施的规划成本显降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尽可能紧凑的装置，在该装置中，经由电路板引导电网的至少两个相，该装置允许尽可能高的短路电流、特别是根据类别1的电流。
该目的通过根据权利要求1所述的装置来实现，也就是说，通过这样一种装置实现，在该装置中，第一导体作为印制导线在电路板的内层中引导，并且在那里具有收缩部，其中，这样设计收缩部并且第二导体这样在第一导体的收缩部旁经过，即，使得在短路电流经过第一导体时破坏处于第一导体的收缩部和第二导体之间的电绝缘，从而使得在第一和第二导体之间存在导电连接；并且该目的通过根据权利要求15所述的方法实现，也就是通过用于保护根据权利要求1至13中任一项所述的装置的方法实现，其中，第二导体对于第一导体的收缩部电绝缘，并且在短路电流经过第一导体时破坏处于第一导体的收缩部和第二导体之间的电绝缘，从而使得在第一和第二导体之间存在导电连接。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求2至14中给出。
利用本发明实现的优点特别在于，能够提供一种紧凑的装置，该装置在检查类别1时实现允许的高短路电流。
特别地，根据类别1的装置的允许的短路电流并不导致装置的无法忍受的损坏。当装置的壳体这样损毁时，即从外面能接触到内部的导电部件时，该损毁被评估为无法忍受的。此外，机械部件从装置上脱离也是不期望的。
对于装置的所考虑的短路电流始终是对于装置来说允许的、特别是根据类别1的短路电流。
电网优选地是特别是工业设施的低压电网。该电网特别是三相交流电网。
装置包括壳体，电路板和第一和第二导体位于该壳体中。输入侧的第一和第二连接位置优选这样布置在壳体上，即它们可从外面触及，从而各一个外部导线能够经由该连接位置与设备内部的导体连接。
经由第一和第二导体将能量供给引导至用电器。借助于该装置，能够优选地控制经由导体实现的为负载进行的能量输送。负载能够在设备内部或者连接在设备下游。特别地，负载是用电器，例如电动机。
在装置的主动运行中，在第一和第二导体之间优选地存在电位差。
第一导体在其在电路板的内层中引导的印制导线中具有收缩部；也就是说，该收缩部完全由电路板包围。
在装置的正常运行状态中，即规定的运行电流流过第一导体时，第二导线对于第一导线电绝缘。在收缩部的区域中，这特别地通过电路板来实现。
在设备所具有的电路板中，引导电流经过位于电路板外侧上的印制导线，在该设备中，短路电流通常导致部分电路板的突然蒸发。通过快速变热的和膨胀的空气产生压力效应，其能够导致设备壳体直至无法忍受的机械损毁。此外，通过产生的能传导的等离子体能够在设备内部产生另外的短路路径，这又进一步加大了短路电流和损毁效果。
反之，如果在电路板的内层中实现印制导线的蒸发，并且相应细长地测定印制导线，那么由于金属导体和直接邻接的电路板材料的蒸发而出现的损毁效果就会显著降低。将收缩部在电路板的内层中引导，由此限制了电路板内部的损毁，并且不会出现或者仅出现较少的对外影响。
如果对于装置来说存在允许的短路情况，从而使得允许的短路电流流过第一导体，那么就有针对性地在其收缩部处热学地加热第一导体。该热负荷导致的是，破坏了处于第二导体和第一导体的收缩部之间的电绝缘体从而使第一导体在用于短路电流的收缩部的区域中建立至第二导体的导电连接。优选地，通过该热负载蒸发电路板在收缩部和第二导体之间的一部分。因此，在第一和第二导体之间存在导电连接，从而使得短路电流能够有针对性地流过第一和第二导体。这样人工地造的辅助短路电流路径生成了所限定的短路关系，并且因此导致通过激活连接在上游的过流保护装置可靠地中断对设备的电流输送。
通过第一导体的收缩部和相邻地置的第二导体，能够在短路电流经过第一导体时有目的地在装置的部生成辅助短路，从而使装置的下游组件不被短路电流所加载。通过将收缩部布置在装置的内部，能够有针对性地确定辅助短路电流路径的地点，并且因此确定通过短路电流在电路板上造成的预期损毁。因此，能够相应地设计电路板的装配，从而使通过允许的短路电流导致的损毁不会导致无法忍受的损毁。
优选地，第一导体的收缩部布置在电路板中的第一导体的开始处，从而使得通过允许的短路电流产生的热负载有针对性地偏转到电路板的前部区域中，从而使在电路板上连接在收缩部下游的组件不会或者几乎不会被损坏。
因此，收缩部这样设计并且第二导体相对于第一导体的收缩部这样地布置，即通过经过第一导线的允许的短路电流导致的热负载在第一导体的收缩部处导致的是，对于短路电流来说在第一导体的收缩部和第二导体之间不再有电绝缘。
因此，在允许的短路电流经过第一导线时，在收缩部的区域中有意地为短路电流生成在第一和第二导线之间的电连接。由此，能够提供这样的装置，该装置设计紧凑，并且此外在类别1的方面优化地设计。
优选地，在电路板的内层中引导的、在收缩部的区域中的第一导体的印制导线垂直于在旁边经过的第二导体地取向和/或朝向电路板的通孔敷镀部地取向。特别地，电路板内层中的第一导体的印制导线和/或第一导体的收缩部的纵向轴线平行于电路板的最大的侧面取向。
优选地，第一导体仅部分地作为印制导线在电路板的内层中进行引导。第一导体能够例如为了与布置在电路板上的组件触点接通而引导到电路板的外侧上。同样能考虑的是，第一导体在收缩部之后马上引导到电路板的外侧上并且在那里延伸。
优选地，在允许的短路电流经过第一导体时，导致在装置内部的不可逆的损毁，从而满足类别1的要求。
在第一导体的收缩部旁经过的第二导体能够例如经由电路板的金通孔敷镀部在第一导体的收缩部旁经过。
同样能够考虑的是，第二导体同样作为印制导线具有在内层中布置的收缩部，并且利用该收缩部在第一导体的收缩部旁边经过。由此，短路电流经过第一或第二导体会导致在第一和第二导体的收缩部之间的辅助短路电流路径。
在本发明的一个有利的实施方式中，装置具有第一和第二输出侧连接位置，其中，第一导体建立在第一输入侧连接位置和第一输出侧连接位置之间的设备内部的电连接，并且第二导体建立在第二输入侧连接位置和第二输出侧连接位置之间的设备内部的电连接。在装置的主动运行中，在输入侧的和输出侧的连接位置之间能够存在导电连接。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一导体包括开关件。优选地，第二导体同样也包括开关件。特别地，开关件是机电开关件和/或半导体开关件。
因此，装置是开关设备，借助于该开关设备能够控制在输入侧的和输出侧的连接位置之间的导电连接。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一导体的收缩部处于第一连接位置和开关件之间。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一导体的收缩部处于第一导体在电路板上的总长度的前20百分比的区域中。
电路板具有用于连接第一导体的输入侧端口和用于分离第一导体的输出侧端口。
第一导体在电路板上的总长度是第一导体从电路板的输入侧端口至输出侧端口的长度。
优选地，第一导体直接从电路板的输入侧端口开始作为印制导线在电路板的内层中进行引导。
优选地，第一导体的印制导线的收缩部在第一导体首次离开电路板的内层之前实现。
优选地，第一导体的收缩部在第一导体的印制导线触点接通安装在电路板上的组件(例如开关件)之前实现。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一导体的收缩部具有第一导体在电路板上的总长度的最大5百分比的长度。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二导体经由路板的通孔敷镀部在第一导体的收缩部旁经过。因此，第二导体经由电路板中的接触孔在第一导体的收缩部旁经过。优选地，电路板的接触孔具有衬套。该衬套优选地是金属化的。通过短路在第一导体的收缩部处出现的电路板机械负荷因此在电路板的通过衬套机械稳定的区域处产生。
在本发明的另一个有利的实施方式中，划分第一导体，从而存在第一导体的两个或者多个收缩部。因此，存在至少两个相邻布置的收缩部。
通过导体的划分，能够使在正常运行时生成的损失功率分布到较大的面上。附加地，优化地使通过短路电流引起的在收缩部上的力作用分布到电路板上，从而在短路电流经过第一导体时取得对于相邻的第二导体的电绝缘的最佳破坏。
优选地，所划分的导体的收缩部彼此平行地在电路板内部进行引导。
优选地，第二导体在第一导体的两个收缩部之间经过。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第一导体的两个收缩部这样地相互地布置，即在收缩部之间的、通过电路板而存在的电绝缘在允许的短路电流经过第一导体时受到破坏。
收缩部借助于电路板彼此电绝缘。如果允许的短路电流流过第一导体，那么电路板有目的地在收缩部之间的狭窄位置处这样地进行热加载，即不再为短路电流提供电绝缘并且产生辅助短路电流路径。
在本发明的另一个有利的实施方式中，装置包括：第三输入侧连接位置，电网的第三相能连接至该第三输入侧连接位置；和第三电导体；其中，第三电导体与第三输入侧连接位置在设备内部连接，其中，第三导体作为印制导线在电路板的内层中引导，并且在那里具有收缩部，其中，第三导体的收缩部这样地设计并且第二和/或第一导体这样地在第三导体的收缩部旁边经过，即在允许的短路电流通过第三导体时破坏处于第三导体的收缩部和第二和/或第一导体之间的电绝缘，从而使得在第三导体与第二和/或第一导体之间存在特别用于短路电流的导电连接。
第三导体的构建、特别是有关第三导体的收缩部的构建，能够类似于第一导体的构建实现。此外，第三导体的收缩部相对于第二和/或第一导体的布置类似于第一导体的收缩部相对于第二导体的布置实现。
第三导体能够例如利用其收缩部在第一导体的收缩部旁经过，从而在短路电流经过第一或者第三导体时在第一导体和第三导体的收缩部之间形成辅助短路电流路径。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二导体经由电路板的相同的通孔敷镀部在第一和第三导体的收缩部旁经过。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第三导体在电路板的内层中如此地在第一导体的收缩部或第一导体的另一个收缩部旁经过，即在允许的短路电流通过第一导体时破坏处于第一导体的收缩部或者另一个收缩部与第三导体之间的电绝缘，从而使得在第一和第三导体之间存在特别用于短路电流的导电连接。
第三导体能够例如经由电路板的通孔敷镀部在第一导体的收缩部旁经过。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第三导体在电路板的内层中具有另一个收缩部，其中，第三导体的另一个收缩部如此地设计并且第一导体这样地在第三导体的另一个收缩部旁经过，即在允许的短路电流通过第三导体时破坏处于第三导体的另一个收缩部与第二或第一导体之间的电绝缘，从而使得在第三导体和第二或第一导体之间存在特别用于短路电流的导电连接。
第三导体的两个收缩部经由其纵向延伸部在空间上间隔开。因此，并不涉及那些只要划分了第三导体就出现的、相邻布置的收缩部。
在本发明的另一个有利的实施方式中，第二导体作为印制导线在电路板的内层中引导并且在那里具有收缩部；其中，第二导体的收缩部这样地设计并且第一导体这样地在第二导体的收缩部旁经过，即在短路电流通过第二导体时破坏处于第二导体的收缩部与第一导体之间的电绝缘，从而使得在第二和第一导体之间存在特别用于短路电流的导电连接。
第二导体的构建、特别是其收缩部的构建，能够类似于第一导体的构建实现。同样地，第二导体的收缩部相对于第一导体的布置类似于第一导体的收缩部相对于第二导体的布置。
第二导体能够例如利用其收缩部在第一导体的收缩部旁边经过，从而在短路电流通过第一或者第二导体时在第一和第二导体的收缩部之间形成辅助短路电流路径。
优选地，第三导体在第二导体的相同的收缩部旁或者第二导体的布置在电路板内层中的另一个收缩部旁这样地经过，即在短路电流通过第二导体时破坏处于第二导体的收缩部或者另一个收缩部与第三导体之间的电绝缘体，从而在第二和第三导体之间存在特别用于短路电流的导电连接。
优选地，第一、第二和/或第三导体的取决于电流的热负荷在电机启动器1内部的电路板的内层中在其收缩部处是最高的。在允许的短路电流时产生的在装置上的力作用由此有针对性地偏转至导体的相应的收缩部，从而在装置内部产生到至少一个相邻的导体的辅助短路电流路径。
优选地，装置是用于工业自动化技术的电设备。特别地，装置是主动影响电流的设备，其用于开关、控制和/或调节经由设备输送的电流。优选地，装置是机械的、电子的和/或机电的开关设备、变流器或者逆变器。
优选地，根据类别1的装置允许经过第一、第二和/或第三导体的直至55kA的最大允许短路电流。
在本发明的另一个有利的实施方式中，存在工业设施的系统。该系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的装置、过流保护装置、用电器和工业设施的电网。电网经由装置与用电器连接。在装置和电网之间，中间连接有过流保护装置，从而通过该过流保护装置实现对电网的短路监控。特别地，过流保护装置是功率保护开关或者断路器。
附图说明
接下来根据附图中示出的实施例来进一步说明和描述本发明和本发明的设计方案。图中示出：
图1是具有连接至电网的用电器的工业设施的示意图，
图2是在根据图1的装置的部分电路板2的内部的第一、第二和第三导体的布置的示意图，
图3是在短路电流流过第一导体后的根据图2的布置的示意图，
图4是根据图1的装置的部分电路板2的截面俯视图，并且
图5是根据图1的装置的部分电路板2的另一个截面俯视图。
具体实施方式
图1示出了具有连接至电网10的耗电器14的工业设施的示意图。该电网10是工业设施的低压电网10。该低压电网包括第一相11、第二相12和第三相13。耗电器14是电机器，例如电动机。
将耗电器14连接至低压电网10的三相交流电上，这经由过流保护装置15和装置1实现。该过流保护装置15在该实施例中是功率保护开关。然而，其同样能够例如是断路器或者电机保护开关。
电网10的三个相11，12，13经由功率保护开关引导至耗电器1。功率保护开关15能够在通向耗电器14的能量供应链(相)中出现短路时断开至耗电器14的能量输送。功率保护开关15是能再次使用的、不自动复位的保险设备。
装置1是电机启动器1，借助于该电机启动器能够对至用电器14的能量输送进行控制。特别地，借助于电机启动器1能够实现耗电器14的软启动和/或软停机。电机启动器1包括：第一输入侧连接位置21，电网10的第一相11连接至该位置；第二输入侧连接位置22，电网10的第二相12连接至该位置；第三输入侧连接位置23，电网10的第三相13连接至该位置；第一导体3，其取决于中间连接的开关件9的开关状态建立至第一输出侧连接位置24的导电连接；第二导体4，其取决于中间连接的开关件9的开关状态建立至第二输出侧连接位置25的导电连接；第三导体5，其取决于中间连接的开关件9的开关状态建立至第三输出侧连接位置26的导电连接；和电路板2，其中，第一、第二和第三导体3，4，5部分地作为印制导线在电路板2的内层中引导。第一、第二和第三导体3，4，5与电路板2的连接分别借助于电路板2的输入侧端口6和输出侧端口7实现。
借助于电机启动器1能够接通或者断开下游的耗电器14。在此，借助于电机启动器1，能够有目的地对耗电器的接通和断开进行控制，从而实现耗电器14的软启动或者软停机。为了控制耗电器12的能量输送，电机启动器1对于每个导线3、4、5包括开关件9，其装配在电路板2上。开关件9分别是机电开关件，其作为旁路电路具有半导体开关件。
输出侧的连接位置24，25，26借助于导线与耗电器14连接，从而使耗电器与电网10、特别是与其相11，12，13连接。因此，耗电器利用三个供应链与电网10连接。第一供应链经由电机启动器1和功率保护开关15将耗电器14与电网10的第一相11连接。第二供应链经由电机启动器1和功率保护开关15将耗电器14与电网10的第二相12连接。第三供应链经由电机启动器1和功率保护开关15将耗电器14与电网10的第三相12连接。
电机启动器1的第一导体3经由电路板2的第一导体输入侧端口6作为印制导线在电路板2的内层中进行引导。在第一导体3经由装配在电路板2上的电子器件(例如开关件9)引导之前，第一导体3的印制导线进行收缩。在该实施例中，划分第一导体3的印制导线，从而产生三个收缩部。在收缩部处，电机启动器1内部的第一导体3的取决于电流的热负荷是最高的。
电机启动器1的第二导体4同样经由电路板2的第二导体输入侧端口6作为印制导线在电路板2的内层中进行引导。在第二导体4经由装配在电路板2上的电子器件(例如开关件9)引导之前，第二导体4的印制导线进行收缩。在收缩部处，在电机启动器1内部的第二导体4的取决于电流的热负荷是最高的。
电机启动器1的第三导体4同样经由电路板2的第三导体输入侧端口6作为印制导线在电路板2的内层中进行引导。在第三导体4通过装配在电路板2上的电子器件(例如开关件9)引导之前，第三导体5的印制导线进行收缩。在该实施例中，划分第三导体5的印制导线，从而产生三个收缩部。在收缩部处，在电机启动器1内部的第三导体5的取决于电流的热负荷是最高的。
第一导体3经由电路板2的通孔敷镀部在第二和第三导体4，5的收缩部旁经过。
第二导体4经由电路板2的通孔敷镀部在第一和第三导体3，5的收缩部旁经过。
第三导体5经由电路板2的通孔敷镀部在第一和第二导体3，4的收缩部旁经过。
在规定的运行状态中，第一导体3与第二和第三导体4，5电绝缘以及第二导体4与第三导体5电绝缘。各个导体3，4，5的收缩部通过电路板2与相邻的导体3，4，5电绝缘。
图2示出了在根据图1的装置的部分电路板2的内部的第一、第二和第三导体3，4，5的布置的示意图。其示出了紧邻电路板2的输入侧端口6之后的电路板2的横截面，其中能够看到的是，第一导体3的印制导线的三个收缩部30、经由电路板2的通孔敷镀部18引导的第二导体4和第三导体5的印制导线的三个收缩部50。
第一导体的收缩部30这样地设计，并且第二导体4这样地在第一导体3的收缩部30旁经过，即在允许的短路电流经过第一导体时破坏处于第一导体3的收缩部30和第二导体4之间的电绝缘，从而使得在第一和第二导体3，4之间存在用于短路电流的导电连接。
第三导体3的收缩部50这样地设计，并且第二导体4这样地在第三导体3的收缩部50旁经过，即在允许的短路电流经过第三导体5时破坏处于第三导体5的收缩部50和第二导体4之间的电绝缘，从而使得在第三和第二导体4之间存在用于短路电流的导电连接。
如果现在像图1中通过设施短路电流路径16所示的那样，在电机启动器1与耗电器14连接的区域中，在第一和第二供应链之间出现设施短路，那么以相对于设施短路的时间上的延迟地触发功率保护开关15并且中断至耗电器14的电流输送。
在该时间内，升高的短路电流流过第一和第二供应链(根据供应链中的箭头所示)，从而对于中间连接在电网和设施短路之间的和处于第一和第二供应链中的设备来说，并且特别是对于其组件和部件来说，存在增大的负载。因此，对于电机启动器、特别是对于其第一和第二导线和与之连接的组件和部件来说，出现了增大的负载。因此，短路电流流过电机启动器1的第一导线6。
通过流过第一导体3流动的短路电流，现在有意地在第一导体3的收缩部30处出现这种取决于短路电流的温度上升，即电路板2的邻接部分20蒸发和/或这样地损坏，从而使其电绝缘体这样地减小，即如图1和3所示的那样，在第一和第二导体3，4之间产生辅助短路电流路径17。
有意地通过短路电流在第一导体3的收缩部30上的热效应来破坏在第一导体3的收缩部30和第二导体4之间另外存在的电绝缘，从而对于短路电流来说，存在第一和第二导体4之间的电连接。这形成了辅助短路电流路径17。因此，短路电流能够经由第二导体3漏出。这在图1和3中通过辅助短路电流路径17示出。
因此，由短路导致的损害能够有目的地转移到装置1的区域中，在该区域中能够期望较小的损害。因为将各个导体3，4，5引导经过电路板，所以各个导体的收缩部布置在电路板2的输入侧端口6的附近，从而避免了与导体3，4，5接触的、电路板上布置在下游组件的损坏。
图4示出了根据图1的装置的电路板2的一部分的截面俯视图。图4示出的布置包括在图2中示出的电路板2的横截面。
图中示出了电路板2的内层，第一导体3的印制导线32和第三导体5的印制导线52在该内层中进行引导。此外，示出了电路板2的通孔敷镀部18和经由电路板2的通孔敷镀部引导的第二导体4。
第一导体经由电路板2的输入侧端口6直接作为印制导线32在电路板2的内层中进行引导。在第一导体接触安装在电路板2上的组件之前，划分第一导体的印制导线32，从而产生三个收缩部30。
第三导体经由电路板2的输入侧端口6直接作为印制导线52在电路板2的内层中进行引导。在第三导体接触安装在电路板2上的组件之前，划分第三导体的印制导线52，从而产生三个收缩部30。
第一导体的印制导线32的收缩部30和经由电路板2的通孔敷镀部引导的第二导体4有针对性地这样布置，即在允许的短路电流经过第一导体的印制导线32时，破坏通过电路板2存在的、在第一导体的收缩部30和第二导体4之间的电绝缘，从而产生辅助短路电流路径。
第三导体的印制导线52的收缩部50和经由电路板2的通孔敷镀部引导的第二导体4有针对性地这样布置，即在允许的短路电流经过第三导体的印制导线52时，破坏通过电路板2存在的、在第三导体的收缩部50和第二导体4之间的电绝缘，从而产生辅助短路电流路径。
电路板2在第一和第三印制导线32，52的收缩部30，50的区域中具有通孔敷镀部18，从而使得电路板2在该区域中具有增大的机械稳定性。
图5示出了根据图1的装置的电路板2的一部分的另一个截面俯视图。图中示出了电路板2的内层，第二导体的印制导线42在该内层中进行引导。此外，第一和第三导体3，5分别经由电路板2的通孔敷镀部在第二导体的两个收缩部40旁经过。
第二导体作为印制导线42在电路板2的内部进行引导。在第二导体接触安装在电路板2上的组件(例如开关件)之前，划分第二导体42的印制导线42，从而产生三个收缩部40。
第二导体的印制导线32的两个收缩部40以及经由电路板2的通孔敷镀部引导的第一和第三导体3，5有针对性地这样布置，即在允许的短路电流经过第二导体的印制导线42时，破坏通过电路板2存在的、在第二导体4的收缩部40和第一和第三导体3，5之间的电绝缘，从而产生辅助短路电流路径。
在装置1的输出端24，25，26处、在与其输出端24，25，26连接的导线处、或者在耗电器14中或者产生能量的单元中的短路，在耗电器1的内部有针对性地产生一个或者多个通向至少一个另外的相的辅助短路电流路径17。该辅助短路电流路径17如此获得，即预设的最大可能短路电流(例如50kA)能够由连接在上游的功率保护开关断开，而不会造成根据类别1的对装置1的无法忍受的损坏。
用于辅助短路电流路径17的和因此用于导体3，4，5的各个印制导线32，42，52的收缩部30，40，50的优选位置在其输入侧的连接位置21，22，23附近，因为在辅助短路电流17的反应之后，剩余的、通过装置向输出侧连接位置24，25，26流动的短路电流被明显地降低，从而通过其仅仅还能够在整个装置1中产生极小的损害效果。
在电路板2出的导体的输入侧端口6之后，将印制导线32，42，52划分为多个收缩部30，40，50。基于损耗的原因，它们必须尽可能的短。这些收缩部30，40，50处于电路板2的内层中，并且围绕至少一个另外的导体3，4，5的通孔敷镀部18进行引导。这种构造以同样的方式来实现用于所有三个相和因此的导体3，4，5。这在短路时导致：在收缩部30，40，50之间的相关的印制导线32，42，52的狭窄位置本身和另一个导体3，4，5的相邻的通孔敷镀部熔化和部分蒸发。通过由此产生的压力在内部部分地在相关相之间损毁了电路板2的绝缘的层构造。在短路的情况下，电路板2的绝缘特性通过熔化这样地减小，即能够实现辅助相短路。
因此，在输入端子附近产生辅助短路电流路径17，其导致前接的功率保护开关的触发。因此极大地降低了通过装置1流动到输出端子的原始的短路电流。由此在设计电路板时得到附加的自由度，这是因为现在在辅助短路区域(收缩部30，40，50)后面的电流例如能够再次引导到电路板的外部导线上，而无需担心其在短路的情况下蒸发，从而导致形成电弧或者损坏装置。
证明为有利的是，收缩部在THT-组件的通孔敷镀部18旁经过，因为由此使得电路板2的各个层更好地保持在一起，并且通过在相关的收缩部30，40，50之间的印制导线狭窄位置的蒸发将膨胀限制很小的区域中。此外，由此能够将短路在装置1的输入端的影响最小化。
同样的优点在于，允许收缩部30，40，50在通孔敷镀部18或者其他相的THT器件的导通部的邻近区域中延伸。由此在短路的情况下快速地形成辅助短路电流路径17。短路能够快速地断开并且在相关的电路板区域中生成较小的变化。
印制导线32，42，52的各自的收缩部30，40，50在电路板2的内层中的引导具有的优点是，在电路板2的输出侧端口6处，减少了故意引起的辅助短路的效应，这些因为短路在电路板2的内层中产生而不是在外部。
也为了控制单相或者两相短路，所有出现在主电路中的相必须彼此组合。
通过有目的地将短路移入到装置1的限定的区域中，能够在导体3，4，5的收缩部处产生附加的辅助短路电流路径17，从而使得短路电流不再流动通过整个装置1。由此，短路电流在装置1中的影响较小。由于减小了装置1中的电弧形成，降低了至其他电路的飞弧的概率。由此实现了较高的防短路能力，从而使得装置1能够应用于较高的预期短路电流。
此外，能够减小装置1的结构体积，因为例如减小或者能够放弃装置1的封装。
显而易见的是，电机启动器1同样能够是一种装置，其能够主动地影响用于下游的耗电器14的电流。

Claims (15)

1.一种用于连接至电网(10)的装置(1)，具有：电路板(2)；第一输入侧连接位置(21)，所述电网(10)的第一相(11)能够连接至所述第一输入侧连接位置；第二输入侧连接位置(22)，所述电网(10)的第二相(12)能够连接至所述第二输入侧连接位置；和电的第一导体和第二导体(3，4)，其中，所述第一导体(3)与所述第一输入侧连接位置(21)在设备内部连接、并且所述第二导体(4)与所述第二输入侧连接位置(22)在设备内部连接，其特征在于，所述第一导体(3)作为印制导线(32)在所述电路板(2)的内层中引导并在此具有收缩部(30)，其中，设计所述收缩部(30)并且所述第二导体(4)在所述第一导体(3)的所述收缩部(30)旁经过，以使得在短路电流经过所述第一导体(3)时破坏处于所述第一导体(3)的所述收缩部(30)和所述第二导体(4)之间的电绝缘，从而使得在所述第一导体和第二导体(3，4)之间存在导电连接。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述装置(1)具有第一输出侧连接位置和第二输出侧连接位置(24，25)，其中，所述第一导体(3)建立在所述第一输入侧连接位置(21)和所述第一输出侧连接位置(24)之间的设备内部的电连接，并且所述第二导体(4)建立在所述第二输入侧连接位置(22)和所述第二输出侧连接位置(25)之间的设备内部的电连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第一导体(3)包括开关件(9)。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其中，所述第一导体(3)的所述收缩部(30)处于所述第一连接位置(21)和所述开关件(9)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第一导体(3)的所述收缩部(30)处于所述第一导体(3)在所述电路板(2)上的总长度的前20百分比的区域中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第一导体(3)的所述收缩部(30)具有所述第一导体(3)在所述电路板(2)上的总长度的最大5百分比的长度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第二导体(4)经由所述电路板(2)的通孔敷镀部(18)在所述第一导体(3)的所述收缩部(30)旁经过。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，划分所述第一导体(3)，从而存在所述第一导体(3)的两个收缩部(30)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述装置(1)包括：第三输入侧连接位置(23)，电网(10)的第三相(13)能连接至所述第三输入侧连接位置；和电的第三导体(5)；其中，所述第三导体(5)与所述第三输入侧连接位置(23)在设备内部连接，其中，所述第三导体(5)作为印制导线(52)在所述电路板(2)的所述内层中引导并在此具有收缩部(50)，其中，设计所述第三导体(5)的所述收缩部(50)并且所述第二导体和/或第一导体(3，5)在所述第三导体(5)的所述收缩部(50)旁经过，以使得在短路电流经过所述第三导体(5)时破坏处于所述第三导体(5)的所述收缩部(50)和所述第二导体和/或第一导体(3，4)之间的电绝缘，从而使得在所述第三导体(5)与第一导体和/或第二导体(3，4)之间存在导电连接。
10.根据权利要求9所述的装置(1)，其中，所述第二导体(4)经由所述电路板(2)的相同的通孔敷镀部(18)在所述第一导体和第三导体(3，5)的所述收缩部(30，50)旁经过。
11.根据权利要求9或10所述的装置(1)，其中，所述第三导体(5)在所述电路板(2)的内层中在所述第一导体(3)的所述收缩部(30)或者所述第一导体(3)的另一个收缩部(30)旁经过，以使得在短路电流经过所述第一导体(3)时破坏处于所述第一导体(3)的所述收缩部(30)或者所述另一个收缩部(30)与所述第三导体(5)之间的电绝缘，从而使得在所述第一导体和第三导体(3，5)之间存在导电连接。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置(1)，其中，所述第三导体(5)在所述电路板(2)的所述内层中具有另一个收缩部(50)，其中，设计所述第三导体(5)的所述另一个收缩部(50)并且所述第一导体(3)在所述第三导体(5)的所述另一个收缩部(50)旁经过，以使得在短路电流经过所述第三导体(5)时破坏处于所述第三导体(5)的所述另一个收缩部(50)与所述第二导体或第一导体(3，4)之间的电绝缘，从而使得在所述第三导体(5)和第二导体或第一导体(3，4)之间存在导电连接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述第二导体(4)作为印制导线(40)在所述电路板(2)的所述内层中引导并在此具有收缩部(40)，其中，设计所述第二导体(4)的所述收缩部(40)并且所述第一导体(3)在所述第二导体(4)的所述收缩部(40)旁经过，以使得在短路电流经过所述第二导体(4)时破坏处于所述第二导体(4)的所述收缩部(40)与所述第一导体(3)之间的电绝缘，从而使得在所述第二导体和第一导体(3，4)之间存在导电连接。
14.一种系统，具有根据权利要求1至13中任一项所述的装置(1)、过流保护装置(15)、用电器(14)和工业设施中的电网(10)，其中，所述电网(10)经由所述过流保护装置(15)和连接在所述过流保护装置(15)下游的所述装置(1)与所述用电器(14)连接。
15.一种方法，用于保护根据权利要求1至13中任一项所述的装置(1)，其中，所述第二导体(4)对于所述第一导体(3)的所述收缩部(30)电绝缘，并且在短路电流经过所述第一导体(3)时破坏处于所述第一导体(3)的所述收缩部(30)和所述第二导体(4)之间的电绝缘，从而使得在所述第一导体和所述第二导体(3，4)之间存在导电连接。
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